- Tytuł:
-
Statyka biofiltracji wybranych układów lotnych związków organicznych i złóż naturalnych
Biofiltration statics of selected Volatile organic compounds on natural beds - Autorzy:
-
Chmiel-Kurowska, K.
Gawlik, A.
Palica, M. - Powiązania:
- https://bibliotekanauki.pl/articles/1819699.pdf
- Data publikacji:
- 2010
- Wydawca:
- Politechnika Koszalińska. Wydawnictwo Uczelniane
- Tematy:
-
układy lotne
związki organiczne
złoża naturalne
volatile systems
organic compounds
natural deposits - Opis:
-
Biofiltracja wyróżnia się wśród metod oczyszczania gazów z lotnych związków organicznych, występujących przy relatywnie niskich stężeniach (VOC's), bezodpadowością i niskimi kosztami jednostkowymi procesu ([1, 2]). Stąd od lat 80-tych XX wieku obserwuje się coraz większy obszar jej zastosowania i bardziej precyzyjny opis. Pierwszą propozycję modelu matematycznego biofiltracji podali w r. 1983 Ottengraf i van den Oever [3]. Przyjęli oni pełne pokrycie złoża biofilmem i bioreakcję 1-go lub 0-go rzędu, zależnie od wartości stężenia składnika czynnego w gazie. W uproszczeniu, przy rozwiniętej florze mikroorganizmów i niedomiarze takiego składnika (pożywienia dla flory), reakcja biofiltracji jest pierwszego rzędu. Natomaist przy dużym nadmiarze i takiej samej florze reakcja jest zerowego rzędu (czyli większy lub mniejszy nadmiar składnika czynnego nie wpływa wówczas na szybkość bioreakcji). Skuteczność biofiltracji zależy wtedy od warunków hydrodynamicznych przepływu gazu, warunków dyfuzyjnych, reakcyjnych, charakterystyki złoża i podatności zanieczyszczenia na biofiltrację (czyli od stosunku stężenia w fazie gazowej do stężenia równowagowego w fazie ciekłej [4]). Kolejne rozwijane modele zakładały niepełne pokrycie nośnika biofilmem i adsorpcję zanieczyszczenia na tych fragmentach wypełnienia, które nie były pokryte filmem ([5]). W [3]÷[5] przyjęto przepływ tłokowy gazów przez złoże biofiltracyjne. Hodge i Devinny [6] nałożyli z kolei na przepływ tłokowy dyspersję wzdłużną [6], Deshusses, Hamer i Dunn ([7, 8]) stwierdzili, że przy dużym nadmiarze tlenu w gazach poddanych biofiltracji można zaniechać adsorpcję zanieczyszczeń i uwzględnić jedynie wnikanie masy odorantu do biofilmu. Zwarty opis takiego modelu, w którym ponadto uwzględniono zmianę współczynnika wnikania masy z gazu do biofilmu w czasie podali Kawalec- Pietrenko i Świsłowski [9]. Wreszcie w [10] podano modyfikację równania Monoda na człon reakcyjny bilansu masy przyjmując w nim reakcję n-tego rzędu. W pracy tej stwierdzono, że rozbudowane modele, ze względu na dużą liczbę występujących parametrów (określanych doświadczalnie), mają ograniczone znaczenie, natomiast proste modele, choć są najczęściej mniej dokładne, są bardziej zrozumiałe i wystarczające do opisu procesu.
In the work the biofiltration research results of the selected systems were analysed: methyl ethyl ketone (MEK) natural peat bed, methyl ethyl ketone (MEK) fractionated pine tree bark, butanol fractionated pine tree bark, butanol partly deacidified peat, triethylamine partly deacidified peat, triethylamine wooden pieces, triethylamine compost bed. Biofiltration tests were carried out at 8-hour cycles for stabilized work, after 4 to 8 weeks of exploitation in a column 0.175 m in inner diameter and active bed heights of 0.45 and 0.225 m. A range of contaminant concentration was 1-100 mg/m3 while gas flow rates ? 2-10 m3/hr. Concentrations in the inlet and outlet of the column were determined chromatographically, gas entering the column was wetted to 80%, and it had temperature of about 20°C. On basis of experimental data, gas spatial residence time in the column, pollutants' loading of the bed, process efficiency, biodegradation rate and reaction constants under assumption of first and zero reaction order were calculated, according to Ottengraf and van den Oever's proposal. It was stated that the model quite well described a course of biofiltration. The values of pollutants' concentrations for which a change of biofiltration kinetics in tested systems were determined. It was proved that the transition from first order to zero order kinetics decided about a proper selection of the bed for specific organic contaminant. Analyzed data indicated that all pollutants were removed from gases,however different systems were characterized by different concentrations for which process kinetics changed. The highest value was found for MEK ?fractionated pine tree bark system (over 100 mg/m3), the lowest triethylamine ? wooden pieces and triethylamine ? compost bed systems (below 3 mg/m3). Nevertheless these values should be treated as some kind of approximation. Although the data obtained are not sufficient for biofiltration modelling, they provide information about course of the process and first of all indicate that the simple Ottengraf and van den Oever model can be used in process description. - Źródło:
-
Rocznik Ochrona Środowiska; 2010, Tom 12; 649-662
1506-218X - Pojawia się w:
- Rocznik Ochrona Środowiska
- Dostawca treści:
- Biblioteka Nauki
Artykuł